Σαν σήμερα... 1544, γεννήθηκε ο Άγγλος William Gilbert.

William Gilbert
(ελαιογραφία σε ξύλο, άγνωστος καλλιτέχνης, Wellcome Collection)

Σαν σήμερα, στις 24 Μαΐου 1544, γεννήθηκε o William Gilbert (Γουίλιαμ Γκίλμπερτ και Gilberd ή Gylberde) στο Colchester του Essex, στην Αγγλία. O Γκίλμπερτ, αν και το όνομά του δεν είναι διάσημο, έχει χαρακτηριστεί ως ο "πατέρας του Μαγνητισμού και του Ηλεκτρισμού", μιας και ήταν πρωτοπόρος στη μελέτη των μαγνητικών και ηλεκτρικών φαινομένων. Και βέβαια ως Άγγλος, θεωρείται ο θεμελιωτής της πειραματικής επιστήμης στην Αγγλία. Νομίζω ότι είναι λιγότερο γνωστός από ό,τι του αξίζει.

Πατέρας του ήταν ο Jerome Gilberd που ανήκε στην μεσαία τάξη. Δεν υπάρχουν έγκυρες πληροφορίες για την παιδική και νεανική του περίοδο. 

Το 1558 ξεκίνησε τη φοίτησή του στο Κολέγιο St. John του Cambridge παίρνοντας μπάτσελορ το 1561. Συνέχισε σπουδάζοντας Ιατρική στο Πανεπιστήμιο του Cambridge  παίρνοντας μάστερ το 1564 και διδακτορικό το 1569. Αφού εργάστηκε για λίγο στο πανεπιστήμιο, στη συνέχεια εγκαταστάθηκε στο Λονδίνο όπου άσκησε την ιατρική με επιτυχία, με αποτέλεσμα το 1573 να γίνει μέλος του Βασιλικού Κολεγίου των Ιατρών (Royal College of Physicians). Σε λίγα χρόνια είχε γίνει ένας από τους πλέον διάσημους και αξιοσέβαστους γιατρούς της Αγγλίας. Το 1600 έγινε πρόεδρος του Κολεγίου των Ιατρών. Τον επόμενο χρόνο και μέχρι το θάνατό της ήταν προσωπικός γιατρός της βασίλισσας  Elizabeth I (Ελισάβετ Α'). Μετά τον θάνατο της Ελισάβετ Α' ανέλαβε γιατρός του επόμενου βασιλιά  James I.

Το σπίτι που γεννήθηκε ο Γκίλμπερτ στο Colchester.
(Φωτό: David Hawgood)

Παρά το γεγονός ότι ήταν ένας επιτυχημένος γιατρός, ασχολήθηκε με τη φυσική, την αστρονομία και τη φιλοσοφία. Πριν τη φυσική είχε ασχοληθεί με τη χημεία, όμως άλλαξε στόχο, επειδή η αλχημεία κουβαλούσε πολύ μυστικισμό που δεν του ταίριαζε. Τα πειράματα που έκανε στον ηλεκτρισμό και τον μαγνητισμό ήταν εντυπωσιακά για την εποχή του, αφού λίγα πράγματα ήταν γνωστά γι' αυτά τότε.
Το σπουδαιότερο  έργο του στη Φυσική δημοσιεύτηκε το 1600 γραμμένο στα λατινικά, με τίτλο "De Magnete, Magneticisque Corporibus et de Magno Magnete Tellure" ("Περί των Μαγνητών, των Μαγνητικών Σωμάτων και του Μεγάλου Μαγνήτη της Γης").

Το εξώφυλλο του "De Magnete" σε έκδοση του 1628.

Εκείνη την εποχή (16ος, 17ος αιώνας) οι Ευρωπαίοι και βέβαια και οι Άγγλοι, πραγματοποιούσαν μακρινά ταξίδια διαμέσου των ωκεανών και η  μαγνητική πυξίδα ήταν ένα από τα λίγα όργανα που μπορούσαν να ελπίζουν ότι θα μπορούσε να τους σώσει από την απώλεια της πορείας τους. Όμως, λίγα ήταν γνωστά για τους μαγνήτες ή τον μαγνητισμένο σίδηρο. Κυκλοφορούσαν πολλοί λαϊκοί μύθοι γύρω από τα μαγνητικά φαινόμενα. Π.χ. ότι το σκόρδο καταστρέφει το μαγνητικό αποτέλεσμα της βελόνας της πυξίδας ή ο μαγνητισμός εμποδίζεται από τα βουνά της Αρκτικής ή όπως ο Χριστόφορος Κολόμβος νόμιζε, ότι ο πολικός αστέρας  ασκούσε έλξη στη βελόνα της πυξίδας. Οι ναυτικοί πίστευαν ότι ακόμη και η μυρωδιά του σκόρδου εμπόδιζε τη λειτουργία της πυξίδας!

Ο Γκίλμπερτ με υπομονή κι ερευνητική περιέργεια εξέτασε πειραματικά, για 17 περίπου χρόνια, αν ίσχυαν αυτές οι ιστορίες, μέχρι να καταλήξει στην κατανόηση της λειτουργίας της πυξίδας και των μαγνητικών φαινομένων.

Το πιο σημαντικό ίσως ήταν, ότι έκανε για πρώτη φορά σαφή διάκριση μεταξύ του μαγνητικού και του "κεχριμπαρένιου" αποτελέσματος (στατικός ηλεκτρισμός). 

Ο Γκίλμπερτ παρουσιάζει πειράματα μαγνητισμού στη βασίλισσα Ελισάβετ Α'.
(Λάδι σε μουσαμά από τον Ernest Board)

Στο έργο του "De Magnete", αφού κάνει μια περιεκτική ανασκόπηση του τι ήταν γνωστό για τη φύση του μαγνητισμού μέχρι τότε, στη συνέχεια παρουσιάζει την καινούρια γνώση που ουσιαστικά προερχόταν μέσα από τα δικά του πειράματα. Ο ίδιος παρομοίωσε την πολικότητα του μαγνήτη με την πολικότητα της Γης κι έχτισε μια ολόκληρη μαγνητική φιλοσοφία πάνω σ' αυτή την αντιστοίχιση. 

Συνεργάσθηκε με όποιον πίστευε ότι μπορούσε να συνεισφέρει στην έρευνά του, από τους καπετάνιους των πλοίων μέχρι τους κατασκευαστές πυξίδων. Στη διάρκεια της δουλειάς του ανακάλυψε πώς να φτιάχνει μαγνήτες με τριβή, έμαθε να φτιάχνει πιο ισχυρούς μαγνήτες από αυτούς που φτιάχνονταν από μαγνητίτη και διαπίστωσε ότι η έκθεση ενός μαγνήτη σε υψηλές θερμοκρασίες καταστρέφει τις μαγνητικές του ιδιότητες.
Όταν παρατήρησε ότι οι μαγνητικές δυνάμεις συχνά προκαλούν κυκλικές κινήσεις, συνέδεσε το φαινόμενο του μαγνητισμού με την κυκλική κίνηση της Γης.

Πυξίδα όπως παρουσιάζεται στη σελίδα 185
του βιβλίου "De Magnete". Ο τίτλος στα λατινικά γράφει
 "Instrumentum declinationis" ("Όργανο απόκλισης").

Στην αφηρημένη (ανιμιστική) εξήγηση που μας προσέφερε ο Γκίλμπερτ, ο μαγνητισμός ήταν η ψυχή της Γης κι αν υπήρχε ένας τέλειος σφαιρικός μαγνήτης που θα προσανατολιζόταν προς τους πόλους της Γης, τότε θα στρεφόταν περί τον άξονά του ακριβώς όπως η Γη στρέφεται περί τον άξονά της, σε 24 ώρες. Ο Γκίλμπερτ, ωστόσο, δεν εξέφραζε γνώμη για το αν αυτή η περιστρεφόμενη Γη ήταν στο κέντρο του σύμπαντος ή σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο.

Δεδομένου ότι η κοσμολογία του Κοπέρνικου χρειαζόταν μια νέα φυσική για να υποστηριχτεί, οι οπαδοί του Κοπέρνικου όπως ο Johannes Kepler (Κέπλερ) και ο Γαλιλαίος ενδιαφέρθηκαν πολύ για τις μαγνητικές έρευνες του Γκίλμπερτ. Οι προσπάθειες του Γαλιλαίου για την κατασκευή ενός πραγματικά ισχυρού μαγνήτη, πιθανόν να χρονολογούνται από την ανάγνωση του βιβλίου του Γκίλμπερτ.

Ο Γκίλμπερτ δείχνει ένα πείραμα ηλεκτρισμού στη βασίλισσα Ελισάβετ Α' και την Αυλή της. 
(19ος αιώνας, λάδι σε μουσαμά από τον Arthur Ackland Hunt).

Το "De Magnete" έγινε το πρότυπο έργο σε όλη την Ευρώπη για τα ηλεκτρικά και μαγνητικά φαινόμενα και κυριάρχησε ως πηγή γνώσης για τα επόμενα 200 χρόνια.
Σ' αυτό το έργο περιγράφει πολλά από τα πειράματα που έκανε στο μαγνητισμό και καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η Γη (την οποία αποκαλεί terrella - μικρή Γη) είναι ένας τεράστιος μαγνήτης και γι' αυτό η μαγνητική βελόνα στρέφεται προς το βόρειο πόλο (σε αντίθεση με άλλους της εποχής του που υποστήριζαν ότι στο βόρειο πόλο της γης υπάρχει ένα μαγνητικό νησί). Ήταν ο πρώτος που υποστήριξε ότι κόβοντας ένα μαγνήτη στα δύο, κάθε κομμάτι θα αποτελεί έναν καινούριο μαγνήτη με βόρειο και νότιο πόλο.
Το πιο διάσημο από τα πολλά πειράματα που πραγματοποίησε, ίσως ήταν εκείνο με το οποίο προσπάθησε να εξηγήσει γιατί η πυξίδα δείχνει προς το βορρά. Σχεδίασε ένα μεγάλο μαγνήτη μέσα σε μια σφαίρα. Με το σχέδιό του ήθελε να παρουσιάσει ένα μοντέλο της Γης σαν μαγνήτη και γι' αυτό το ονόμασε "terrella". (Δείτε το παρακάτω διάγραμμα).

Πάνω από την επιφάνεια της terrella κινούσε μια μαγνητική πυξίδα. Για μεγαλύτερη ακρίβεια - καθώς η πυξίδα έπρεπε να παραμένει οριζόντια - μετακινούσε την terrella, τοποθετώντας την πυξίδα σε διάφορα σημεία πάνω της. Όταν η πυξίδα ήταν παράλληλη με την επιφάνεια της terrella, η βελόνα πάντα έδειχνε στο μαγνητικό βόρειο πόλο της terrella.
Η εικόνα δείχνει αυτό που συνέβαινε όταν η πυξίδα ήταν κάθετη προς την terella - οι πόλοι είναι αριστερά και δεξιά, ο ισημερινός στην κορυφή και η βελόνα γενικά κλίνει προς τα κάτω, ακριβώς όπως είχε παρατηρηθεί από τον Robert Norman. Στους πόλους δείχνει κατ’ ευθείαν προς τα κάτω, στον ισημερινό είναι οριζόντιο. Αυτό το πείραμα τον έπεισε ότι η κατεύθυνση της πυξίδας προκλήθηκε από την ίδια τη Γη, που είναι ένας μεγάλος μαγνήτης. 

Είναι φανερό ότι ο Γκίλμπερτ γνώριζε πως ορισμένοι τύποι μεταλλικών βελόνων έλκονταν από τους μαγνήτες. Ακόμη ισχυρίστηκε ότι η επίδραση ενός μαγνήτη σ’ αυτές, τις μετέτρεπε σε προσωρινούς μαγνήτες. Το παρακάτω σχέδιο δείχνει πως έκανε επίδειξη αυτού του πειράματος. Κρεμώντας δύο ράβδους σιδήρου πάνω από τον πόλο μιας terella, παρατήρησε ότι οι ράβδοι απωθούνταν μεταξύ τους.

 (Δείτε το σχέδιο)

Ο Γκίλμπερτ ήταν που επινόησε τους όρους "ηλεκτρικός" (electricus), συνδέοντας τις ιδιότητες του ήλεκτρου (

κεχριμπάρι) με τα σχετικά φαινόμενα, όπως επίσης  "ηλεκτρική έλξη", "ηλεκτρική δύναμη", "μαγνητικός πόλος". 

Παραπέρα, ο Γκίλμπερτ πίστευε ότι η θέρμανση καταστρέφει τον ηλεκτρισμό και οι πλανήτες διατηρούν τις τροχιές τους λόγω μαγνητικών δυνάμεων. Αυτή η αντίληψη, ίσως ήταν το μεγαλύτερο λάθος του. Η αρχική θεωρία της μαγνητικής φιλοσοφίας του Γκίλμπερτ ήταν η αντίληψή του ότι ο μαγνητισμός είναι η κινητήρια δύναμη της γης και των ουράνιων σωμάτων. Βέβαια, πρέπει να θυμηθούμε ότι το βιβλίο του Γκίλμπερτ δημοσιεύθηκε 87 χρόνια πριν από την διατύπωση της θεωρίας της βαρύτητας από τον Νεύτωνα. Η αντίληψη της βαρύτητας ήταν άγνωστη στην εποχή του Γκίλμπερτ και γι' αυτό μπορούμε να δικαιολογήσουμε το λάθος του να συγχέει τη δύναμη της βαρύτητας με το μαγνητισμό.

Το σχέδιο είναι από τη 2η έκδοση του "De Magnete" (1628).
Δείχνει ένα γυάλινο κύπελλο μ' ένα μαγνητισμένο σύρμα
σιδήρου που διέρχεται από ένα φελλό, το οποίο
είναι εν μέρει βυθισμένο σε νερό.

Όταν το 1603 η βασίλισσα Ελισάβετ Α' πέθανε, άφησε ένα χρηματικό ποσό στον Γκίλμπερτ για να τον βοηθήσει να συνεχίσει την εργασία του στη Φυσική. Όμως, εκείνος δεν ευτύχησε να χρησιμοποιήσει αυτή τη γενναιόδωρη προσφορά, αφού λίγους μήνες αργότερα, στις 10 Δεκεμβρίου 1603, πέθανε στο Λονδίνο σε ηλικία μόλις 59 ετών, από την βουβωνική πανώλη που σάρωνε την Ευρώπη εκείνη την εποχή. Θάφτηκε στην Εκκλησία Holy Trinity (Αγία Τριάδα), στο Colchester. Σήμερα η εκκλησία έχει μετατραπεί σε καφετέρια και αγορά, αλλά μπορεί κάποιος ακόμη να δει την μαρμάρινη ταφική πλάκα. 

Αρκετά από τα αδημοσίευτα και ημιτελή έργα του Γκίλμπερτ δημοσιεύθηκαν το 1651 από τον μικρότερο ετεροθαλή αδελφό του με τον τίτλο "De Mundo Nostro Sublunari Philosophia Nova" ("Νέα Φιλοσοφία για τον Υποκείμενο Κόσμο μας"). Αυτό το έργο όμως πέρασε μάλλον απαρατήρητο.

Να επισημάνω ότι για την εποχή του η ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ μέθοδος έρευνας που χρησιμοποίησε ήταν πρωτοποριακή, αφού χρονικά, η γέννησή του προηγήθηκε 20 χρόνια της γέννησης του Γαλιλαίου (1564) που θεωρείται θεμελιωτής της πειραματικής έρευνας και "πατέρας της σύγχρονης επιστήμης".

Σχέδιο του σύμπαντος, όπως εμφανίζεται
στο βιβλίο "De Mundo".

• Αναλυτική παρουσίαση του έργου του Γουίλιαμ Γκίλμπερτ από τον Harry Hamlin Ricker στην ιστοσελίδα του John Chappell Natural Philosophy Society (CNPS).

• Το κείμενο (pdf) του βιβλίου "De Magnete" σε αγγλική μετάφραση του P. Fleury Mottelay, από τις εκδόσεις JOHN WILEY & SONS (Ν. Υόρκη, 1893). Από συλλογή της Boston College Library.

• Βίντεο με τη βιογραφία του Γουίλιαμ Γκίλμπερτ από τον ιστότοπο The documentary (αγγλ., 4:24).

• Βίντεο με τίτλο "How Gilbert Measured Electricity 400 Years Ago" από τον Sam Gallagher (αγγλ., 10:37).

Πηγή: Today in Science History,  maglab,  bbc, wikipedia

Σαν σήμερα... 1686, γεννήθηκε ο Daniel Gabriel Farheneit.

Γνήσιο υδραργυρικό θερμόμετρο του Ντάνιελ Γκάμπριελ Φαρενάιτ.
Βρίσκεται σε ιδιωτική συλλογή. Ένα από τα τρία γνωστά που έχουν απομείνει.
Τα άλλα δύο βρίσκονται στο Μουσείο Boerhaave στο Leiden της Ολλανδίας.
Δίπλα φαίνεται η υπογραφή του Φαρενάιτ, στο πίσω μέρος του θερμομέτρου.
(από τον ιστότοπο The History Blog)

Σαν σήμερα, στις 24 Μαΐου 1686, γεννήθηκε ο Daniel Gabriel Fahrenheit (Ντάνιελ Γκάμπριελ Φαρενάιτ) στο Danzig (Ντάνζιγκ, σήμερα Γκντασκ) της τότε Κοινοπολιτείας Πολωνίας-Λιθουανίας (σήμερα Πολωνία). Το όνομα Φαρενάιτ έμεινε στο χώρο της επιστήμης επειδή στο γυάλινο θερμόμετρο που έφτιαξε χρησιμοποίησε υδράργυρο και την ομώνυμη κλίμακα μέτρησης (Φαρενάιτ), που ήταν η πρώτη τυποποιημένη κλίμακα θερμοκρασίας που χρησιμοποιήθηκε σε μαζική χρήση.

Η οικογένεια του Ντάνιελ ήταν Γερμανικής καταγωγής και από παλιά ασχολείτο με το εμπόριο ανήκοντας στη Χανσεατική Ένωση. Ο παππούς του Ντάνιελ είχε μετακομίσει στο Ντάνζιγκ από το Königsberg (σήμερα Καλίνινγκραντ, ανήκει στη Ρωσία) το 1650. Γονείς του ήταν ο (επίσης) Daniel Fahrenheit (1656-1701) και η Concordia Schumann (Κονκόρντια Σούμαν) (1657-1701), που προερχόταν από εύπορη επιχειρηματική οικογένεια της πόλης. Το ζεύγος Φαρενάιτ απέκτησε 10 παιδιά, αλλά 5 κατάφεραν να φτάσουν στην ενηλικίωση. Ο Ντάνιελ Γκάμπριελ ήταν το μεγαλύτερο από τα 5 παιδιά που επέζησαν (το δεύτερο στο σύνολο). Τα άλλα τέσσερα, δύο αγόρια και δύο κορίτσια, ήταν ο Εφραίμ, η Άννα Κονκόρντια, ο Κωνσταντίνος και η Βιρτζίνια Ελίζαμπεθ. Το σπίτι της οικογένειας Φαρενάιτ ήταν στην οδό Ogarna 95 (σήμερα), στην παλιά πόλη του σημερινού Γκντασκ.

Η πρόσοψη του σπιτιού όπου γεννήθηκε ο Ντάνιελ Φαρενάιτ

στην οδό Ogarna 95. Το κτίριο έχει σήμερα αυτή την μορφή μετά

 την αναπαλαίωσή του, αφού είχε καταστραφεί, όπως τα περισσότερα

σπίτια της παλιάς πόλης του Γκντασκ, στο Β' Παγκόσμιο Πόλεμο.

Παρακολούθησε το δημοτικό σχολείο ΜΑΡΙΑΤΣ (της Κοιμήσεως Θεοτόκου) στο Ντάνζιγκ και το Academic Gimnazjum.

Στις 14 Αυγούστου 1701, όταν ο Ντάνιελ ήταν 15 ετών, έχασε ξαφνικά και τους δύο γονείς του (ύποπτη δηλητηρίαση από μανιτάρια ή φόνο). To Δημοτικό Συμβούλιο της πόλης ανέθεσε την κηδεμονία των 4 μικρότερων αδελφιών του Ντάνιελ σε ανάδοχες οικογένειες, ενώ την επιμέλεια του ίδιου την ανέθεσε σ’ έναν έμπορο του Ντάνζιγκ, δίπλα στον οποίο ξεκίνησε μαθητεία ως λογιστής. Σύντομα ο επιμελητής του τον έστειλε σε κηδεμονία στο Άμστερνταμ, σε εταιρεία του τραπεζίτη Hendrik van Beuningen, να μαθητεύσει σχετικά με επιχειρήσεις.

Μετεωρολογική στήλη (θερμόμετρο και βαρόμετρο)
αφιερωμένη στον Φαρενάιτ. 
Βρίσκεται στην οδό Długi Targ της γενέτειράς του.

Το 1704, ευρισκόμενος ακόμη στο Άμστερνταμ, ανακάλυψε τα θερμόμετρα της Φλωρεντίας (Florentine thermometers) και τότε άρχισε ν’ αναπτύσσει ενδιαφέρον για τις φυσικές επιστήμες. Η αρχική του επιδίωξη ήταν να καταφέρει να κατασκευάσει όργανα για τις φυσικές επιστήμες και να τα εμπορευτεί. Όμως, σύμφωνα με μια επιστολή που έστειλε ο κηδεμόνας του στο Δήμαρχο του Ντάνζιγκ τέσσερα χρόνια μετά τον ερχομό του στο Άμστερνταμ, ο Ντάνιελ είχε κλέψει χρήματα και είχε απαράδεκτη συμπεριφορά. Σύμφωνα με μεταγενέστερους βιογράφους του, ο Φαρενάιτ κατάφερε να περάσει τέσσερα χρόνια μαθητείας κοντά στον κηδεμόνα του, αλλά ήδη είχε ξεκινήσει να φτιάχνει μετεωρολογικά όργανα, προσπαθώντας να στήσει δικιά του δουλειά. Τα χρήματα που ισχυρίστηκαν ότι έκλεψε, στην πραγματικότητα φαίνεται να τα δανείστηκε για να χρηματοδοτήσει τα πειράματά του για τη δημιουργία θερμομέτρου. Όταν πλέον οι υπεύθυνοι γι' αυτόν (ήταν ακόμη ανήλικος) βαρέθηκαν να ασχολούνται μαζί του, αποφάσισαν να τον στείλουν στο εξωτερικό με την Ολλανδική Εταιρεία Ανατολικών Ινδιών. Το 1706, έγραψαν στο δήμαρχο του Ντάνζιγκ ζητώντας από το Δημοτικό Συμβούλιο να εγκρίνει ένταλμα σύλληψης και απέλασης του Ντάνιελ Φαρενάιτ στις Ολλανδικές Ανατολικές Ινδίες (Ινδονησία). Τον Ιανουάριο του 1707, ο Δήμαρχος του Ντάνζιγκ έδωσε τη συγκατάθεσή του για την απέλαση. 

Daniel Gabriel Farheneit
Η παραπάνω εικόνα του Φαρενάιτ είναι δημιούργημα του Piotr Józefowicz,
της Ακαδημίας Καλών Τεχνών του Γκντασκ. Φτιάχτηκε με βάση έναν αλγόριθμο
που αναπτύχθηκε από προγραμματιστές του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου του Γκντανσκ.
Με τον αλγόριθμο μπορούν να συνθέσουν την (πιθανή) εικόνα ενός προσώπου, με
    χαρακτηριστικά που προέρχονται από εικόνες συγγενών του ή (και) περιγραφές γι' αυτό.
Για τον Φαρενάιτ δεν υπάρχει κάποια σωζώμενη εικόνα του. 
Οι περισσότεροι ιστότοποι χρησιμοποιούν μια εικόνα φανταστική ή άλλων προσώπων,
συνήθως του Σκωτσέζου μηχανικού Τζέιμς Βατ!

Τότε ο Ντάνιελ κατάφερε να αποφύγει τη σύλληψη φεύγοντας από την Ολλανδία. Έτσι, ξεκίνησε ένα μακρύ ταξίδι σε πόλεις της Ευρώπης, στο Βερολίνο, στη Χάλλε, στη Λειψία, στη Δρέσδη, στην Κοπεγχάγη για να καταλήξει στη γενέτειρά του στο Ντάνζιγκ. Στη διάρκεια αυτής της διαδρομής συνάντησε και συζήτησε με προσωπικότητες όπως ο Gottfried Wilhelm Leibniz (Λάιμπνιτζ) και ο Christian Wolff (Γουόλφ). 

Το 1708, επισκέφθηκε στην Κοπεγχάγη τον Δανό αστρονόμο Ole Rømer (Όλε Ρόμερ). Το 1702 ο Ρόμερ είχε κατασκευάσει ένα θερμόμετρο οινοπνεύματος και είχε επινοήσει μια δική του κλίμακα θερμοκρασίας. (Να μη γίνει μπέρδεμα του Δανού Όλε Ρόμερ με τον Γάλλο René-Antoine Ferchault de Réaumur, ο οποίος έφτιαξε την παλιά θερμομετρική "κλίμακα Ρεωμύρου"). 

Κάποια στιγμή, μετά από αυτή την επίσκεψη στην Κοπεγχάγη, το ένταλμα σύλληψης του Φαρενάιτ αποσύρθηκε. Είναι πιθανό ο Ρόμερ να είχε συμβάλλει σε αυτό, καθώς δεν ήταν μόνο ένα σημαντικό πρόσωπο στην επιστημονική κοινότητα, αλλά ήταν και ο αρχηγός της αστυνομίας της Κοπεγχάγης. 

Έκδοση με τις επιστολές του Φαρενάιτ στον
Λάιμπνιτζ και στον Μποερχάιβ.
Εκδόσεις: Rodopi, σελ. 195 (1983)

Επέστρεψε στο Ντάνζιγκ το 1709 και κατασκεύασε θερμόμετρο αλκοόλης, υιοθετώντας τη μέθοδο του Ρόμερ, του οποίου η βαθμονόμηση χρησιμοποιούσε δύο σταθερά σημεία: τη θερμοκρασία τήξης του πάγου και τη θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος. Το 1712, συνεργαζόμενος με τον καθηγητή στο Academic Gimnazjum πατέρα Παύλο, πραγματοποίησε πειράματα για την κατασκευή θερμομέτρων και πιεσομέτρων.

Το 1714 συνέχισε την έρευνά του στη Δρέσδη κι εκεί ξεκίνησε να εργάζεται σε εργοστάσιο γυαλιού μαθαίνοντας την επεξεργασία του. Το 1717 μετακόμισε στη Χάγη όπου έζησε το υπόλοιπο της ζωής του. Το 1718 ξεκίνησε να διδάσκει Χημεία στο Άμστερνταμ.

Η υπογραφή του Ντάνιελ Φαρενάιτ. Προέρχεται από γράμμα του
στον Σουηδό επιστήμονα Κάρολο Λινναίο.

Το 1721, ο Φαρενάιτ ανακάλυψε τα κείμενα του Ολλανδού Willem Jacob's Gravesande σχετικά με τα μαθηματικά και τα πειράματά του και γρήγορα έγιναν φίλοι. Χρησιμοποιώντας καθρέπτες, μαζί κατασκεύασαν έναν ηλιοστάτη που παρακολουθούσε την πορεία του ήλιου. Εκείνη την εποχή ο Φαρενάιτ διατηρούσε αλληλογραφία με μερικούς σπουδαίους επιστήμονες της εποχής. Ο Ολλανδός χημικός Ernst Cohen και η σύζυγός του W.(ilhelma) A.(bramina) T.(itia) Cohen-de Meester ανακάλυψαν σε αρχεία της Αγίας Πετρούπολης ένα γράμμα στα ολλανδικά από τον Φαρενάιτ στον Ολλανδό επιστήμονα Herman Boerhaave (Χέρμαν Μποερχάιβ). Στην επιστολή ο Φαρενάιτ αναγνωρίζει ότι πήρε την ιδέα για τα θερμόμετρά του από τον Όλε Ρόμερ, αλλά εκείνος επαναπροσδιόρισε τις θερμοκρασίες αναφοράς: "Καθώς αυτή η βαθμονόμηση δεν ήταν βολική και λειτουργική λόγω των κλασμάτων, αποφάσισα να αλλάξω την κλίμακα και να χρησιμοποιήσω το 96 αντί για το 22,5 ή το 90. Aυτό το έχω χρησιμοποιήσει πάντα από τότε."

Σχέδιο από δημοσιευμένη εργασία του Φαρενάιτ στο περιοδικό
Philosophical Transactions της Royal Society (τόμος 33, τεύχος 383).

Το 1724 ο Φαρενάιτ παρουσίασε θερμόμετρο υδραργύρου και την ίδια χρονιά βρέθηκε στο Λονδίνο όπου στις 7 Μαΐου 1724 η Royal Society (Βασιλική Ένωση) τον ανακήρυξε ως μέλος της, τιμώντας το έργο του. Νωρίτερα εκείνη τη χρονιά, στο περιοδικό "Philosophical Transactions" της Βασιλικής Ένωσης, είχαν δημοσιευτεί πέντε σύντομες εργασίες του Φαρενάιτ στα λατινικά, στις οποίες περιέγραφε την μέθοδο που χρησιμοποίησε για την βαθμομέτρηση του υδραργυρικού θερμομέτρου του. Εκεί εξηγούσε γιατί είχε προτιμήσει τον υδράργυρο έναντι της αλκοόλης. Ανέφερε ότι ο υδράργυρος έχει μεγαλύτερο συντελεστή θερμικής διαστολής, διακρίνεται και καθαρίζεται πιο εύκολα, αλλά κυρίως ότι το σημείο βρασμού του είναι υψηλότερο. Στις ίδιες εργασίες βρίσκεται και η πρότασή του για μια θερμομετρική κλίμακα, η γνωστή πλέον ως "κλίμακα Φαρενάιτ", την οποία θεμελίωσε με βάση τρεις θερμοκρασίες. 

Η πρώτη σελίδα της δημοσιευμένης εργασίας του Φαρενάιτ 
στο περιοδικό Philosophical Transactions, με τίτλο:
"Barometrii novi Descriptio" (1724). 

• Η πρώτη θερμοκρασία, ήταν η πιο χαμηλή θερμοκρασία που μπορούσαν να δημιουργήσουν οι επιστήμονες στο εργαστήριο, εκείνη την εποχή. Σ’ αυτή τη θερμοκρασία έδωσε την τιμή μηδέν (0 ⁰F–0 βαθμοί Φαρενάιτ). Η θερμοκρασία αυτή αντιστοιχούσε στο σημείο θερμικής ισορροπίας ενός μίγματος νερού, πάγου και χλωριούχου αμμωνίου (ή ακόμη και θαλασσινού νερού).  Στην κλίμακα που δημιούργησε ο Σουηδός Άντερς Κέλσιος το 1742, η θερμοκρασία αυτή αντιστοιχεί περίπου σε -18 ^οC.

• Η δεύτερη θερμοκρασία αντιστοιχούσε στην κατάσταση μίγματος πάγου και νερού (στο νερό να έχει σχηματιστεί πάγος στην επιφάνειά του). Αυτή η ένδειξη στην κλίμακα του Φαρενάιτ ήταν 32 ⁰F. 

• Η τρίτη θερμοκρασία αντιστοιχούσε στην ένδειξη του θερμομέτρου όταν τοποθετείται στην ανθρώπινη μασχάλη ή στο στόμα. Αυτή η ένδειξη στην κλίμακα του Φαρενάιτ ήταν 96 ⁰F (αργότερα, με βελτιωμένες μετρήσεις αυτή η θερμοκρασία βρέθηκε στους 98,6 ⁰F).

Η πρώτη σελίδα της εργασίας των Ernst Cohen και
W. A. T. Cohen-de Meester για τον Φαρενάιτ (1936).
(από τον ιστότοπο yumpu)

Γιατί όμως χρησιμοποίησε αυτούς τους αριθμούς που από μια πρώτη άποψη φαίνονται περίεργοι; Αρχικά χρησιμοποίησε μια κλίμακα δώδεκα σημείων με το μηδέν, το τέσσερα και το δώδεκα να αντιστοιχούν στις τρεις παραπάνω θερμοκρασίες αναφοράς. Αργότερα τοποθέτησε οκτώ διαβαθμίσεις σε κάθε μία από τις τρεις επιμέρους περιοχές, με αποτέλεσμα το 4 της μεσαίας θερμοκρασίας να γίνει 32 (8 επί 4) και το 12 της αρχικής του κλίμακας να γίνει 96 (8 επί 12).

Αργότερα, άλλοι επιστήμονες που συνέχισαν το έργο του Φαρενάιτ χρησιμοποίησαν ως τρίτη θερμοκρασία την θερμοκρασία βρασμού του νερού σε πίεση μιας ατμόσφαιρας, αντί της θερμοκρασίας του ανθρώπινου σώματος. Αυτή η θερμοκρασία βρέθηκε να είναι 212 ⁰F. Ο ίδιος ο Φαρενάιτ δεν χρησιμοποίησε ποτέ τη θερμοκρασία βρασμού του νερού ως υψηλό σταθερό σημείο, επειδή γνώριζε ότι αυτή μεταβάλλεται με την ατμοσφαιρική πίεση.

Ο Φαρενάιτ έφτιαξε θερμόμετρα που μπορούσαν να μετρήσουν μέχρι 600 ⁰F, αλλά αυτά δεν είχαν εμπορική χρήση. Τα περισσότερα θερμόμετρα τότε ζητούνταν για μετεωρολογική και ιατρική χρήση, οπότε οι θερμοκρασίες που μετρούνταν ήταν συνήθως μέχρι τους 130 ⁰F.

Κατασκευή με άμμο στην παραλία του Γκντασκ.
(από kassetas, φωτό JANEK SKARZYNSKI/AFP/Getty Images)

Παρατηρούμε ότι, από την κατάσταση που το νερό είναι πάγος μέχρι την κατάσταση που γίνεται ατμός αντιστοιχεί διαφορά 180 βαθμών στην κλίμακα Φαρενάιτ. Η αντίστοιχη διαφορά στην κλίμακα Κελσίου είναι 100 βαθμοί (0 ως 100), που βέβαια είναι πιο εύκολα διαχειρίσιμη σε πρακτικό επίπεδο.  Για να μετατρέψουμε μια θερμοκρασία από την κλίμακα Κελσίου σε κλίμακα Φαρενάιτ χρειάζεται να πολλαπλασιάσουμε την θερμοκρασία Κελσίου επί 1,8 και να προσθέσουμε 32.

Ο Φαρενάιτ ανέπτυξε επίσης ένα βελτιωμένο υγρόμετρο για τη μέτρηση της πυκνότητας ενός υγρού και ένα θερμοβαρόμετρο για την μέτρηση της ατμοσφαιρικής πίεσης. Λίγο πριν πεθάνει, κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας μια μηχανή άντλησης νερού από πόλντερ, που έδινε τη δυνατότητα στην αύξηση της έκτασης της καλλιεργούμενης γης.

Το σπίτι στην πλατεία Plein της παλιάς πόλης της Χάγης,
όπου πέθανε ο Ντανιέλ Φαρενάιτ το 1736. 
(από wikiwand)

Από τον Αύγουστο του 1736 ο Φαρενάιτ έμενε στο σπίτι του Johannes Frisleven στην πλατεία Plein στη Χάγη. Στις αρχές Σεπτεμβρίου του 1736 αρρώστησε και στις 7 Σεπτεμβρίου η υγεία του επιδεινώθηκε σε τέτοιο βαθμό που χρειάστηκε να καλέσει τον συμβολαιογράφο Willem Ruijsbroek για να συντάξει τη διαθήκη του. Στις 11 Σεπτεμβρίου κάλεσε πάλι τον συμβολαιογράφο για να κάνει κάποιες αλλαγές. Πέντε μέρες μετά από αυτό, στις 16 Σεπτεμβρίου 1736, ο Ντάνιελ Φαρενάιτ πέθανε στη Χάγη σε ηλικία 50 ετών. Τέσσερις ημέρες αργότερα, η σορός του θάφτηκε στο νεκροταφείο του μοναστηριού του Kloosterkerk στη Χάγη, έχοντας κηδεία απόρου.        

Προς τιμήν του, το Κέντρο Μικρών Πλανητών (Minor Planet Center - MPC) έδωσε το όνομά του στον αστεροειδή 7536.

Αναμνηστική μεταλλική πλάκα στον τάφο του Φαρενάιτ.
(από wikiwand)

Η δουλειά του Φαρενάιτ έγινε σε μια εποχή που οι φυσικές και ιατρικές επιστήμες είχαν γρήγορη εξέλιξη και υπήρχε μεγάλη ανάγκη για θερμόμετρα που θα είχαν καλή κατασκευή και μια τυποποιημένη κλίμακα μέτρησης που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για συγκρίσεις. Αυτή την ανάγκη μπόρεσε να ικανοποιήσει ο Φαρενάιτ την συγκεκριμένη περίοδο, που ήταν η Χρυσή Εποχή της Ολλανδικής επιστήμης και τεχνολογίας. Ο Ισαάκ Νεύτων είχε μια παρόμοια ιδέα κάποια χρόνια νωρίτερα, αλλά δεν είχε εμπειρία από κατασκευή θερμομέτρων. Σίγουρα δεν ήταν ο Φαρενάιτ που ανακάλυψε το θερμόμετρο, ούτε ήταν ο μοναδικός που χρησιμοποίησε αλκοόλη και υδράργυρο. Όμως, οι βελτιώσεις που έφερε ήταν τέτοιες, που τα θερμόμετρά του αναγνωρίστηκαν, έγιναν γνωστά σε όλο τον κόσμο και χρησιμοποιήθηκαν ευρύτατα σε όλες τις χώρες τουλάχιστον μέχρι την Γαλλική Επανάσταση. Σήμερα ακόμα χρησιμοποιείται η κλίμακα Φαρενάιτ (ας μη ξεχνάμε ότι τα ψησίματά μας συνήθως τα κάνουμε σ’ αυτή την κλίμακα) περισσότερο στις αγγλόφωνες χώρες και κυρίως στις Ηνωμένες Πολιτείες όπου είναι η επίσημη κλίμακα.

Αριστερά: Η πρόσοψη του σπιτιού του Φαρενάιτ στο Γκντασκ, όπως ήταν το 1865.
Δεξιά: Η αναμνηστική πλάκα που σήμερα είναι τοποθετημένη έξω από το σπίτι. 

Η πόλη του Γκντασκ έχει τιμήσει με αρκετούς τρόπους τον Ντάνιελ Φαρενάιτ (σήμανση του σπιτιού που γεννήθηκε, μετεωρολογικό μνημείο στην παλιά πόλη, ονομασία γραμμής τραμ, ονομασία δημοτικού σχολείου, όνομα ξενοδοχείου).

• Ιστορικά στοιχεία για τον Φαρενάιτ από τον ιστότοπο the history blog.

• Η ιστορία της οικογένειας του Ντάνιελ Φαρενάιτ (pdf), από τον Andrzej Januszajtis στο επιστημονικό περιοδικό TASK QUARTERLY (τόμος 7, ν. 3, 2003, σελ. 467-472).

• Οι 5 εργασίες του Ντάνιελ Φαρενάιτ σε pdf, που δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Philosophical Transactions της Royal Society.

• Βίντεο για τον Φαρενάιτ και το θερμόμετρό του από τον ιστότοπο Veritasium (αγγλ., 5:23).

• Άρθρο του Giovanni Organtini στον ιστότοπο cantorsparadise.com σχετικά με την εργασία του Κέλσιου στην κατασκευή του υδραργυρικού θερμομέτρου του. 

Το ξενοδοχείο Farheneit στην παλιά πόλη του Γκντασκ.

• Εργασία των Ernst Julius Cohen και Wilhelma Abramina Titia Cohen-de Meester για τον  Ντάνιελ Φαρενάιτ και το έργο του. Η εργασία δημοσιεύτηκε το 1936 στην επέτειο των 200 χρόνων από το θάνατό του, για τη Βασιλική Ολλανδική Ακαδημία Τεχνών και Επιστημών. 

• Βίντεο για την ιστορία των θερμομέτρων από τον ιστότοπο Met Office-Learn About Weather (αγγλ., 8:05).

• Βίντεο με παρουσίαση εκδήλωσης που έγινε στις 23 Μαρτίου 2019 στο Γκντασκ, για τον Ντάνιελ Φαρενάιτ. Ομιλητής ο Andrzej Januszajtis (πολωνικά, 1:20:32). 

Πηγή: Today in Science History, nature, kassetas, whipplemuseum, Houston University,  sizes,  inyourpocket/Gdansk,  wikiwand,  bulletsforever,  thehistoryblog,  royalsociety,  gedanopedia,  trojmiasto,  trenfo

Σαν σήμερα... 1850, γεννήθηκε ο Άγγλος Oliver Heaviside.

Oliver Heaviside

Σαν σήμερα, στις 18 Μαΐου 1850, γεννήθηκε στο Camden Town (Κάμντεν Τάουν), μια υποβαθμισμένη περιοχή του βόρειου Λονδίνου, ο Oliver Heaviside (Όλιβερ Χέβισαϊντ). Ο Χέβισαϊντ ήταν ένας αυτοδίδακτος Άγγλος μαθηματικός, φυσικός και ηλεκτρολόγος μηχανικός που η συνεισφορά του στην ηλεκτρομαγνητική θεωρία και στη διανυσματική ανάλυση ήταν τεράστια.

Ο πατέρας του Thomas (1813-1896), ήταν ένας έμπειρος χαράκτης ξύλου και η μητέρα του, η Rachel Elizabeth (1818-1894), ήταν πρώην γκουβερνάντα που διηύθυνε έναν παιδικό σταθμό για παιδιά της γειτονιάς. Ο Όλιβερ είχε δύο μεγαλύτερα αδέλφια, τον Άρθουρ (1844-1923) και τον Τσαρλς (αλλού αναφέρεται ότι είχε τρία μεγαλύτερα αδέλφια). Η οικογένεια έζησε για χρόνια σε ακραία φτώχεια στην οδό 55 Kings St (τώρα Plender St), σ΄ ένα περιβάλλον που θα μπορούσε κάποιος να ισχυριστεί ότι είχε βγει από γραπτό του Ντίκενς. Στην πραγματικότητα, το σπίτι της οικογένειας Χέβισαϊντ ήταν πολύ κοντά σε αυτό του Τσαρλς Ντίκενς, στο οποίο είχε ζήσει τα χειρότερα χρόνια της παιδικής του ηλικίας. Σε μικρή ηλικία η οστρακιά άφησε τον Όλιβερ σχεδόν κουφό, αν και στην εφηβεία του κατάφερε να ανακτήσει το μεγαλύτερο μέρος της ακοής του. Πολλά χρόνια αργότερα, ο ίδιος ο Χέβισαϊντ περιέγραψε τα παιδικά του χρόνια σε μια επιστολή προς τον Ιρλανδό φυσικό George Francis Fitzgerald (Τζορτζ Φράνσις Φιτζέραλντ):

"Γεννήθηκα και έζησα 13 χρόνια σε έναν πολύ λαϊκό δρόμο στο Λονδίνο, έχοντας γύρω μου μια μπυραρία, φουρνάρηδες, μπακάληδες, ένα καφέ απέναντι και το σχολείο αμέσως μετά την γωνία. Αν και γεννήθηκα και μεγάλωσα σε αυτό το περιβάλλον, ποτέ δεν δεν έγινα μέρος του και ήμουν πολύ δυστυχισμένος εκεί, πολύ περισσότερο επειδή ήμουν τόσο υπερβολικά κουφός που δεν μπορούσα να κάνω φίλους, να παίξω και να διασκεδάσω με τα άλλα αγόρια. Μίσησα τους τρόπους των εμπόρων, επειδή ήμουν υποχρεωμένος να βλέπω όλα τα κόλπα τους. Το θέαμα των μεθυσμένων μέσα στην παμπ με έκανε αρνητή του ποτού για μια ζωή. Και μέσα ήταν εξίσου άσχημα. Ο πατέρας μου ήταν από την φύση του ένας παθιασμένος άνθρωπος, αλλά δύστροπος από την απογοήτευση, πάντα μας χτύπαγε, έτσι φαινόταν. Η μητέρα ήταν επίσης δύστροπη, από την ανησυχία της διατήρησης ενός παιδικού σταθμού."

Η οικογένεια Heaviside. Στο βάθος διακρίνεται ο Όλιβερ.

Μετά από μια μικρή κληρονομιά που πήρε η οικογένεια, μπόρεσε να μετακομίσει σε μια καλύτερη περιοχή του Κάμντεν Τάουν, με αποτέλεσμα η ζωή του μικρού Όλιβερ να βελτιωθεί λίγο. Φοίτησε στο Camden House Grammar School και παρά το γεγονός ότι ήταν πολύ καλός μαθητής, τελικά η εκπαίδευσή του σταμάτησε στα 16, αφού δεν υπήρχαν χρήματα για να προχωρήσει.

Ο  Χέβισαϊντ, εκτός από τις ικανότητές του, είχε ένα ακόμη μεγάλο πλεονέκτημα στη ζωή του. Η θεία του (από την μητέρα του) Emma West ήταν παντρεμένη με τον Sir Charles Wheatstone (Τσαρλς Ουίτστοουν), που ήταν καθηγητής Φυσικής στο KingsCollege του Λονδίνου και συνεφευρέτης με τον William F. Cooke, ενός τηλεγραφικού συστήματος από το οποίο είχε γίνει πλούσιος. Όταν ο Όλιβερ σταμάτησε το σχολείο, στάλθηκε στο Νιούκαστλ για να βοηθήσει τον αδελφό του Άρθουρ που εργαζόταν στην τηλεγραφική επιχείρηση του θείου τους.

Η προηγούμενη εικόνα σε πλήρη μορφή. Τα σημειωμένα πρόσωπα είναι του Άρθουρ και του Όλιβερ.
Η φωτογραφία έχει παρθεί στο Guard House του φρουρίου στο Berry Pomeroy, Totnes, Devon.
(IET Archives)

Το 1868, ο Όλιβερ βρήκε δουλειά στην Αγγλοδανική  εταιρεία καλωδίων τηλεγράφου που μόλις είχε απλώσει καλώδιο ανάμεσα στο Νιούκαστλ και στη Δανία. Στα τέλη της δεκαετίας του 1860 είχε υπάρξει μια τεράστια επέκταση της καλωδιακής τηλεγραφίας. Οι μεγαλύτερες εταιρείες καλωδίων ήταν αγγλικές και βέβαια η τεχνολογία που χρησιμοποιείτο ήταν αγγλική. Ακόμη και η Αγγλοδανική εταιρεία καλωδίων, παρότι είχε Δανική ιδιοκτησία, χρησιμοποιούσε Βρετανούς μηχανικούς και τεχνικούς σαν τον Χέβισαϊντ. Στις δεκαετίες του 1860 και του 1870, οι χώροι που δοκιμάζονταν τα καλώδια επικοινωνιών θεωρούνταν ως τα πιο προηγμένα εργαστήρια ηλεκτρισμού στον κόσμο. Έτσι, ο Χέβισαϊντ  βρέθηκε σ’ ένα περιβάλλον όπου τα προβλήματα σχετικά με τις ηλεκτρικές μετρήσεις και την μετάδοση σήματος τον γοήτευαν.

Τον Ιούλιο του 1872 δημοσίευσε την πρώτη του εργασία στο περιοδικό English Mechanic χρησιμοποιώντας ως υπογραφή το "O.". Η εργασία αφορούσε μια μέθοδο σύγκρισης των ηλεκτροκινητικών δυνάμεων που είχε ανακαλύψει ο Χέβισαϊντ το 1870.

Ο Όλιβερ Χέβισαϊντ στις αρχές του 20ου αιώνα.

Το 1873, ο Χέβισαϊντ δημοσίευσε στο διακεκριμένο Philosophical Magazine εργασία για την κατασκευή μιας πιο ευαίσθητης γέφυρας Wheatstone (Ουίτστοουν). Η εργασία αυτή προσέλκυσε το ενδιαφέρον του William Thomson (Ουίλιαμ Τόμσον, αργότερα 1ος Λόρδος Κέλβιν) που ήταν ένας από τους πιο σημαντικούς επιστήμονες στον ηλεκτρισμό, εκείνη την εποχή. Λίγο καιρό αργότερα, ο Τόμσον πέρασε από το Νιούκαστλ και έδωσε τα συγχαρητήριά του στον νεαρό Χέβισαϊντ γι’ αυτή την εργασία του. Ο Χέβισαϊντ έστειλε επίσης ένα αντίγραφο της εργασίας του στον James Clerk Maxwell (Τζέιμς Κλερκ Μάξγουελ), ο οποίος το ανέφερε στη δεύτερη έκδοση του βιβλίου του "Treatise on Electricity and Magnetism" ("Πραγματεία σχετικά με τον Ηλεκτρισμό και Μαγνητισμό").

Παρά το γεγονός ότι ο Χέβισαϊντ ήταν ένας καλός εργαζόμενος για την Αγγλοδανική εταιρεία καλωδίων, ήταν και πολύ οξύθυμος, μη δεχόμενος να κάνει εργασίες που εκτιμούσε ότι ήταν κατώτερες γι’ αυτόν. Εδώ, χρειάζεται να επισημάνω τον διαρκή φόβο του Χέβισαϊντ ν’ αρρωστήσει από κάτι, αφού ήξερε ότι είχε μόνιμα προβλήματα υγείας (υπέφερε από ένα είδος ψευδοεπιληπτικής κρίσης). Ο ίδιος ισχυριζόταν ότι μόνιμα έπασχε από αυτό που ονόμαζε “hot and cold disease”. Τελικά, είτε λόγω κακής υγείας, είτε γιατί απλά ήθελε να επικεντρωθεί στη δική του έρευνα, παραιτήθηκε από την εργασία του τον Μάιο του 1874 και επέστρεψε στο Λονδίνο για να ζήσει με τους γονείς του.

Ο αδελφός του Όλιβερ, Άρθουρ Χέβισαϊντ.
(Royal Society)

Έχοντας την οικονομική στήριξη, αλλά και την τεχνική συνεργασία του αδελφού του Άρθουρ που ήταν μηχανικός σε τηλεγραφική εταιρεία, εργαζόταν απομονωμένος σ’ ένα μικρό δωμάτιο στο σπίτι των γονιών του. Από τότε, ποτέ ξανά δεν βρήκε μια μόνιμη δουλειά, αλλά εργαζόταν ιδιωτικά ασχολούμενος με προβλήματα ηλεκτρισμού.

Το 1873 ο Χέβισαϊντ διάβασε το δίτομο έργο του Μάξγουελ "Πραγματεία σχετικά με τον Ηλεκτρισμό και Μαγνητισμό". Εντυπωσιασμένος από το περιεχόμενο του βιβλίου, αλλά και με πολλές απορίες λόγω άγνοιας βασικών εννοιών στα μαθηματικά, προσπάθησε να αναπληρώσει την έλλειψη γνώσης. 

Σε μια σειρά εργασιών του που δημοσιεύθηκαν μεταξύ 1874 και 1881 στο Philosophical Magazine και στο The Journal of the Society of Telegraph Engineers, ο Χέβισαϊντ επέκτεινε τη θεωρία που είχε διατυπώσει ο Τόμσον το 1855 για την μετάδοση των τηλεγραφικών σημάτων. Συγκεκριμένα απέδειξε ότι η μετάδοση των σημάτων κατά μήκος ενός καλωδίου επηρεάζεται από τις τιμές της αντίστασης, το φαινόμενο της επαγωγής και τα σήματα δεν κινούνται ομαλά κατά μήκος ενός καλωδίου, αλλά διαδίδονται ως κύματα.

Το 1880, ο Χέβισαϊντ κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας στην Αγγλία, το ομοαξονικό καλώδιο.

Η πρώτη σελίδα του Βρετανικού διπλώματος ευρεσιτεχνίας
που πήρε ο Όλιβερ Χέβισαϊντ το 1880 (British Patent No. 1407).
(από Royal Society)

Την εποχή που ο Χέβισαϊντ άρχισε ν’ ασχολείται με την θεωρία του Μάξγουελ, βρήκε ένα νέο μέσο για να δημοσιεύει τις εργασίες του. Αυτό ήταν το εβδομαδιαίο εμπορικό περιοδικό The Electrician, που οι σελίδες του ήταν γεμάτες με διαφημίσεις, αλλά δημοσιεύονταν πολύ καλά άρθρα πάνω στη θεωρία και τα πρακτικά ζητήματα του ηλεκτρισμού. Στην αρχή ο Χέβισαϊντ έγραψε μερικά σύντομα άρθρα στο περιοδικό και γι’ αυτό, το 1882, ο διευθυντής του Charles H. W. Biggs τον κάλεσε να γίνει κανονικός αρθρογράφος. Το περιοδικό πλήρωνε τον Χέβισαϊντ περίπου 40 λίρες το χρόνο για τα άρθρα που έγραφε κάθε λίγες εβδομάδες. Αυτό συνεχίστηκε για 20 χρόνια (μ’ ένα κενό 3 χρόνων), με αποτέλεσμα το αρχείο του Χέβισαϊντ να περιέχει 1700 σελίδες από αυτά τα άρθρα. Προφανώς το ποσό που εισέπραττε δεν ήταν σημαντικό, όμως ήταν σταθερό και οι ανάγκες του είχαν περιοριστεί πάρα πολύ.

Το καλοκαίρι του 1884 ο Χέβισαϊντ έκανε τη μεγαλύτερη πρόοδο στην εργασία του, καθώς ερευνούσε πώς μεταδίδεται η ενέργεια μέσω του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Ο Μάξγουελ ήδη είχε διατυπώσει τους τύπους του για την ένταση του ηλεκτρικού και του μαγνητικού πεδίου, αλλά δεν είχε εξηγήσει πώς η ενέργεια μετακινείται από μια περιοχή σε άλλη. Τότε ο Χέβισαϊντ έδωσε μια εξίσωση που συνδύαζε την ροή της ενέργειας με τις εντάσεις του ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου και υπαινίχθηκε ότι η ενέργεια του ηλεκτρικού ρεύματος δεν ρέει μέσα στο καλώδιο σαν νερό μέσα σ’ ένα σωλήνα, αλλά διαδίδεται μέσω του περιβάλλοντος χώρου.

Ο Όλιβερ Χέβισαϊντ με το ποδήλατό του την δεκαετία 1890.

Ο Χέβισαϊντ επειδή δεν είχε εύκολη πρόσβαση σε επιστημονικά περιοδικά της εποχής, δεν μπόρεσε να μάθει πριν τα τέλη του 1885 ότι ένας φυσικός, απόφοιτος του Cambridge, ο John Henry Poynting, είχε ασχοληθεί με το θεώρημα της ροής ενέργειας λίγο πριν από αυτόν. Ήδη τον Ιανουάριο του 1884 η Royal Society (Βασιλική Ένωση) είχε δημοσιεύσει μια περίληψη της εργασίας του Poynting και αργότερα την ίδια χρονιά, δημοσίευσε την πλήρη εργασία του. Έτσι, το αποτέλεσμα της εργασίας αποδόθηκε στον Poynting.

Το 1886, συνεργαζόμενος ο Όλιβερ με τον αδελφό του Άρθουρ, κατάφερε πειραματιζόμενος να διαπιστώσει ότι αν αυξάνονταν τα πηνία κατά μήκος του καλωδίου μετάδοσης μιας τηλεφωνικής γραμμής (αύξηση επαγωγής), μειωνόταν η παραμόρφωση του σήματος. Ο Χέβισαϊντ ποτέ δεν κατοχύρωσε την ιδέα του με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας και γι’ αυτό, αργότερα το 1899 ο Αμερικανός φυσικός (Σερβικής καταγωγής) Michael Pupin (Μάικλ Πιούπιν) πούλησε στην AT&T για 500.000 δολάρια μια παρόμοια ιδέα, που είχε φροντίσει να κατοχυρώσει.

Τον Απρίλιο του 1887 οι αδελφοί Χέβισαϊντ ήταν έτοιμοι να δημοσιεύσουν την εργασία τους στο περιοδικό Journal of the Society of Telegraph Engineers and of Electricians, όμως ο William Preece (Ουίλιαμ Πρις), επικεφαλής των μηχανικών της Ταχυδρομικής Υπηρεσίας όπου εργαζόταν ο Άρθουρ, απαγόρευσε την δημοσίευση, γιατί δεν συμφωνούσε με το αποτέλεσμα της έρευνας. Το καλοκαίρι του 1887, ο Όλιβερ Χέβισαϊντ θέλησε να επιτεθεί στον Πρις με άρθρο του στο περιοδικό The Electrician, αλλά ο διευθυντής του περιοδικού (Biggs) δεν επέτρεψε την δημοσίευση γιατί θεώρησε το περιεχόμενο χλευαστικό για τον Πρις. Τελικά, τον Οκτώβριο του 1887 ο Biggs απομακρύνθηκε από την διεύθυνση του περιοδικού (με παρέμβαση του Πρις) και ο καινούριος διευθυντής απέλυσε τον Όλιβερ Χέβισαϊντ από το περιοδικό.

Στην προσπάθειά του να εξηγήσει την διάδοση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, ο Χέβισαϊντ προώθησε την ιδέα ότι στην ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης υπάρχει ένα ιονισμένο στρώμα, που ονομάζεται σήμερα ιονόσφαιρα, προβλέποντας συγκεκριμένα την ύπαρξη αυτού που αργότερα αποκλήθηκε στρώμα Kennelly-Heaviside. Το 1947 ο Eduard Victor Appleton (Έντουαρντ Βίκτορ Άπλετον) πήρε το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής επειδή απέδειξε ότι αυτό το στρώμα υπήρχε.

Η κάρτα μέλους του Όλιβερ Χέβισαϊντ στο 
American Institute of Electrical Engineers (1925).

Το Νοέμβριο του 1887, με τη βοήθεια του Τόμσον, ο Χέβισαϊντ έπεισε το Philosophical Magazine να δεχτεί προς δημοσίευση μια σειρά άρθρων του για τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, κάτι που κράτησε σε όλη τη διάρκεια του 1888. Την ίδια περίοδο ο φυσικός Oliver Lodge έδωσε μια σειρά διαλέξεων όπου αναφέρθηκε με θερμά λόγια στην εργασία του Χέβισαϊντ κι αυτός με την σειρά του τον ευχαρίστησε. Έτσι, ξεκίνησε μια μακροχρόνια φιλία και συνεργασία ανάμεσα στους δύο επιστήμονες. Από αυτό το γεγονός, το 1888 ήταν η χρονιά που ο Χέβισαϊντ άρχισε να γίνεται ευρύτερα γνωστός και το όνομά του να αναφέρεται στους επιστημονικούς κύκλους.

Τον Ιανουάριο του 1889, ο Τόμσον αφιέρωσε μέρος της προεδρικής ομιλίας του στο Institution of Electrical Engineers για να εκθειάσει την θεωρία διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων του Χέβισαϊντ. 

Το 1891 ο Όλιβερ Χέβισαϊντ εξελέγη μέλος της Βασιλικής Ένωσης και τον Ιανουάριο του ίδιου έτους το περιοδικό The Electrician, αφού ξαναδέχτηκε τον Χέβισαϊντ ως αρθρογράφο (αυτά ήταν τα 3 χρόνια απουσίας του από το περιοδικό), ξεκίνησε μια σειρά δημοσιεύσεων για την ηλεκτρομαγνητική θεωρία του, μέχρι το 1902. Στη συνέχεια το έργο ανατυπώθηκε σε τρεις τόμους.

Το έγγραφο του American Institute of Electrical Engineers
προς τον Όλιβερ Χέβισαϊντ (3 Σεπτεμβρίου 1918) με το οποίο  
του ζητείται να δηλώσει πώς επιθυμεί να εμφανίζονται τα στοιχεία του
 στον τόμο των μελών του 1919. 

Το 1889 ο Χέβισαϊντ δημοσίευσε πρώτος μια ορθή εξαγωγή της μαγνητικής δύναμης που ασκείται πάνω σε ένα κινούμενο φορτισμένο σωματίδιο, τη γνωστή σήμερα ως Δύναμη Λόρεντζ.

Το φθινόπωρο του 1889 ο Όλιβερ Χέβισαϊντ και οι ηλικιωμένοι γονείς του μετακόμισαν από το Λονδίνο στην παραθαλάσσια πόλη Paignton στο Ντέβονσαϊρ. Εκεί εγκαταστάθηκαν σ’ ένα διαμέρισμα πάνω από ένα μουσικό κατάστημα ιδιοκτησίας του αδερφού του Τσαρλς.

Ένας από τους λίγους επιστήμονες επισκέπτες που είχε στη νέα του διαμονή ο Χέβισαϊντ, ήταν ο George Searle, που τον επισκέφτηκε το 1892 για να συζητήσει μαζί του για τα κινούμενα φορτία. Στα πρώτα χρόνια της διαμονής του στο Ντέβονσαϊρ, ο Χέβισαϊντ ασχολήθηκε με την εκτύπωση εργασιών σχετικά με την ηλεκτρομαγνητική θεωρία, την άλγεβρα διανυσμάτων και μια μέθοδο για την επίλυση διαφορικών εξισώσεων.

Το 1894 μια ομάδα επιστημονικών φίλων του Χέβισαϊντ προσπάθησε να κανονίσει μια επιχορήγηση γι' αυτόν από το Ταμείο Αρωγής της Βασιλικής Ένωσης, αλλά ο Χέβισαϊντ την θεώρησε ως φιλανθρωπία και δεν την δέχτηκε. Δύο χρόνια αργότερα έπεισαν την κυβέρνηση να του προσφέρει σύνταξη 120 λιρών το χρόνο (αργότερα αυξήθηκε σε 220 λίρες) και παρουσιάζοντάς τη ως τιμητική ενέργεια και όχι ως φιλανθρωπία, έπεισαν τον Χέβισαϊντ να τη δεχτεί. Αυτή ήταν η κύρια πηγή εισοδήματός του για τα υπόλοιπα χρόνια της ζωής του.

Το έγγραφο με το οποίο αποφασίστηκε από το American
Institute of Electrical Engineers να δεχτούν τιμητικά ως
μέλος τους τον Όλιβερ Χέβισαϊντ

Μετά το θάνατο της μητέρας του το 1894 και του πατέρα του το 1896, ο Χέβισαϊντ έμεινε στο Paignton για λίγους ακόμη μήνες και στη συνέχεια μετακόμισε στο Newton Abbot, λίγα χιλιόμετρα μακρύτερα. Με την πάροδο του χρόνου, η διαμονή του Χέβισαϊντ στο Newton Abbot άρχισε να έχει πολλά προβλήματα. Ο ίδιος παρουσίαζε συνεχή προβλήματα υγείας, ενώ παράλληλα παραπονιόταν για εχθρική συμπεριφορά των κατοίκων της περιοχής απέναντί του. Το σίγουρο είναι ότι η συμπεριφορά του γινόταν όλο και περισσότερο εκκεντρική και ζούσε σχεδόν σαν ερημίτης.

Το 1905 ο Χέβισαϊντ ανακηρύχθηκε επίτιμος διδάκτορας του Πανεπιστημίου του Γκέτινγκεν.

Μέχρι το 1905 είχε σταματήσει το επιστημονικό του έργο, αλλά το τελευταίο του βιβλίο δημοσιεύθηκε το 1912. Το 1908, μετά από έναν ιδιαίτερα άσχημο χειμώνα, ο αδελφός του Τσαρλς κανόνισε να μετακομίσει ο Όλιβερ στο Torquay, όπου έμεινε στην κατοικία "Homefield" με την Mary Way, την ανύπανδρη αδελφή της γυναίκας του Τσαρλς. Η υγεία του Όλιβερ βελτιώθηκε, αλλά με την πάροδο του χρόνου η συμπεριφορά στη συγκάτοικό του ήταν τόσο άσχημη, που την ανάγκασε να εγκαταλείψει το σπίτι το 1916. Τα επόμενα χρόνια η απομόνωση και η εκκεντρικότητα του Χέβισαϊντ μεγάλωσαν.

Το εξώφυλλο του επετειακού τόμου για τα 100 χρόνια από  
την γέννηση του Όλιβερ Χέβισαϊντ. Η έκδοση έγινε το 1950 
από το Institution of Electrical Engineers και περιέχει άρθρα για
την εργασία του τιμώμενου πλαισιωμένα με εικόνες.

Στις 14 Φεβρουαρίου 1918, τιμητικά έγινε μέλος του American Institute of Electrical Engineers. Το 1922, ο Όλιβερ Χέβισαϊντ έγινε ο πρώτος που έλαβε το μετάλλιο Faraday από το Institution of Engineering and Technology (ΙΕΤ).

Στις αρχές του 1925 η υγεία του Χέβισαϊντ κατέρρευσε εντελώς και ο φίλος του George Searle βοήθησε να μεταφερθεί σε ένα γηροκομείο. Στις 3 Φεβρουαρίου 1925, ο Όλιβερ Χέβισαϊντ πέθανε από κρίση ίκτερου σε ηλικία 75 ετών. Θάφτηκε στο νεκροταφείο του Paignton, στο ίδιο μνήμα με τους γονείς του.

80 χρόνια μετά το θάνατο του Χέβισαϊντ, το 2005, ένας ανώνυμος ευεργέτης επιμελήθηκε την αναστήλωση και τον καθαρισμό της πλάκας πάνω από τον τάφο του Όλιβερ Χέβισαϊντ και των γονέων του, στο Paignton.

Όταν οι φυσικοί σήμερα γράφουν τις Εξισώσεις Μάξγουελ συνήθως δεν συνειδητοποιούν για το έργο του Όλιβερ Χέβισαϊντ. Ήταν αυτός, που το 1884 τροποποίησε τις δώδεκα από τις αρχικές είκοσι εξισώσεις του Μάξγουελ σε 4 διαφορικές εξισώσεις δύο αγνώστων, τις οποίες γνωρίζουμε σήμερα ως "Εξισώσεις του Μάξγουελ". Όταν αναλύουν πώς τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα κινούνται κατά μήκος ενός καλωδίου ή στο διάστημα, ή όταν χρησιμοποιούν λέξεις όπως "αντίσταση" ή "επαγωγή", δεν είναι σίγουρο ότι καταλαβαίνουν ότι χρησιμοποιούν όρους του Χέβισαϊντ.

Το εξώφυλλο της βιογραφίας του Όλιβερ Χέβισαϊντ
από τον Basil Mahon. (336 σελ., 2017) 

Ο Όλιβερ Χέβισαϊντ ήταν αναμφισβήτητα μια πολύ ασυνήθιστη και ιδιαίτερη προσωπικότητα. Ο κοντινότερος επιστημονικός φίλος του στα τελευταία χρόνια της ζωής του, George Searle, τον περιέγραψε ως "μια πρώτης τάξεως παραδοξότητα", αν και αισθάνθηκε υποχρεωμένος να προσθέσει, "ποτέ, οποιαδήποτε στιγμή, δεν υπήρξε διανοητικά ανάπηρος." Ο ίδιος ο Χέβισαϊντ, στα τελευταία χρόνια της ζωής του, είχε πει για τον εαυτό του: "Γεννήθηκα φυσικός φιλόσοφος, όχι ανήσυχος μηχανικός ή “πρακτικός άνθρωπος” με την εμπορική έννοια". Τα τελευταία χρόνια της ζωής του, το σύμπλεγμα καταδίωξης που τον απασχολούσε έγινε πιο έντονο. Πίστευε ότι ο κόσμος γύρω του τον αντιμετώπιζε σαν σκουλήκι και γι' αυτό, δίπλα στο όνομά του τοποθετούσε τα αρχικά W.Ο.R.Μ. (σκουλήκι).

Το εξώφυλλο της βιογραφίας του Όλιβερ Χέβισαϊντ
από τον Paul J. Nahin. (360 σελ., 2002)

Ο Μπέβερλι, ένας από τους γιους τού Τζον Νίκολς που ήταν γείτονας του Χέβισαϊντ στο Torquay, έγραψε γι' αυτόν  σ' ένα αυτοβιογραφικό βιβλίο που κυκλοφόρησε: "Ο καθηγητής Χέβισαϊντ σπάνια ντυνόταν κανονικά. Συνήθως φορούσε κιμονό από ανοιχτό ροζ μετάξι. Κάποια στιγμή, χολωμένος, ζήτησε να πάρουν τα περισσότερα έπιπλά του τα οποία αντικατέστησε με μεγάλους βράχους από γρανίτη που ορθώνονταν στα άδεια δωμάτια, σαν έπιπλα νεολιθικού γίγαντα. Τριγυρνούσε μέσα σε αυτούς τους φανταστικούς χώρους όλο και περισσότερο βρώμικος, όλο και περισσότερο απεριποίητος, με μιαν εξαίρεση. Τα χέρια του είχαν πάντοτε άψογο μανικιούρ με νύχια βαμμένα σε γυαλιστερό ροζ του κερασιού".

Ο Όλιβερ Χέβισαϊντ πέρασε την καριέρα του στις παρυφές της επιστημονικής κοινότητας, αλλά έγινε κεντρική φιγούρα στην ενοποίηση της ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας του Μάξγουελ και την εφαρμογή της σε πρακτικά προβλήματα.

Έξι από τις εργασίες του Χέβισαϊντ που είχαν δημοσιευτεί στο Philosophical Magazine εκδόθηκαν στο Λονδίνο το 1889 με τίτλο "Electromagnetic Waves". Οι εργασίες του για τον Ηλεκτρισμό εκδόθηκαν σε 2 τόμους στο Λονδίνο το 1892, με τίτλο "Electrical Papers". Τα άρθρα του στο περιοδικό Electrician εκδόθηκαν σε 3 τόμους στο Λονδίνο, από το 1893 μέχρι το 1912 (επανεκδόθηκαν από το 1922 μέχρι το 1925) με τίτλο "Electromagnetic Theory".

Προς τιμή του Χέβισαϊντ, έχει δοθεί το όνομά του σ' ένα κρατήρα στη Σελήνη κι ένα κρατήρα στον Άρη (1973).

Η πλάκα στον τάφο του Όλιβερ Χέβισαϊντ πριν (αριστερά)
και μετά (δεξιά) την αποκατάσταση το 2005.

• Κείμενο (pdf) του Bruce J. Hunt στο Physics Today για τον Όλιβερ Χέβισαϊντ (τομ. 65, 11, σελ.48, 2012).

• Τα αρχεία του Όλιβερ Χέβισαϊντ στο Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).

• Το βιβλίο του Όλιβερ Χέβισαϊντ "Electromagnetic Theory" (τόμος I, τόμος II).

• Η αλληλογραφία ανάμεσα στο American Institute of Electrical Engineers και στον Όλιβερ Χέβισαϊντ (Σεπτέμβριος - Οκτώβριος 1924).

• Το πρωτότυπο σχέδιο σύνταξης της νεκρολογίας για τον Όλιβερ Χέβισαϊντ, από το American Institute of Electrical Engineers (19 Φεβρουαρίου 1925).

• Τα βιβλία του Όλιβερ Χέβισαϊντ στο Internet Archive.

• Κείμενο (pdf) της Elizabeth Bruton στο περιοδικό Philosophical Transactions of the Royal Society, με τίτλο: "From theory to engineering practice: shared telecommunications knowledge between Oliver Heaviside and his brother and GPO engineer Arthur West Heaviside" (29 Οκτωβρίου 2018). 

• Κείμενο του Paul J. Nahin στο περιοδικό Scientific American για τον Όλιβερ Χέβισαϊντ.

• Βίντεο με την βιογραφία του Όλιβερ Χέβισαϊντ από τον ιστότοπο History Influencers.

• Συνέντευξη στον Aaron Murakami του συγγραφέα Eric Dollard σχετικά με την τελευταία έρευνά του για το έργο του Όλιβερ Χέβισαϊντ.

• Βίντεο με το τραγούδι "Journey to the Heaviside Layer" από το μιούζικαλ "Cats" του Andrew Lloyd Webber (3:01).

• Στοιχεία για την ζωή του Όλιβερ Χέβισαϊντ στο Newton Abbott, από τον Alan Heather.

Πηγή: Today in Science History, Physics Today, trenfo,  

ΤΟ ΒΗΜΑ, wikipedia,  mathshistory,  encyclopedia